Une équipe de scientifiques dirigée par l’Université du Maryland a déchiffré le leading génome complet et continu d’un parasite responsable de la transmission de la maladie de Lyme et d’autres infections graves à des centaines de milliers d’Américains chaque année. Avec leur génome nouvellement décrit pour la tique à pattes noires, ou tique du cerf, les chercheurs ont identifié des milliers de nouveaux gènes et de nouvelles fonctions protéiques, y compris des protéines associées à l’immunité aux tiques, à la transmission des maladies et aux stades de développement.
Ce travail fournit des informations précieuses pour développer des interventions pour diverses maladies transmises par les tiques, dépassant de loin les attempts précédents pour séquencer le génome de la tique, qui ont abouti à des génomes partiels ou à des fragments de génome avec des lacunes et des incertitudes.
L’étude a été publiée le 19 janvier 2023 dans la revue Character Genetics et a été rendue attainable grâce à des collaborations étroites entre plusieurs institutions universitaires, l’industrie et les establishments fédérales.
“Nous sommes vraiment ravis d’avoir ce génome de référence maintenant, vehicle il y a tellement de thoughts sans réponse sur la façon dont ces parasites ont évolué et transmis des maladies”, a déclaré Utpal Pal, auteur principal de l’étude et professeur au Virginia-Maryland College or university of Veterinary Medicine. au parc du Collège. “Nous pensons qu’il existe des facteurs génétiques qui expliquent pourquoi ces tiques sont si bonnes en tant que vecteurs de maladies, mais nous ne pouvons pas vraiment le comprendre sans un très bon génome comme celui-ci.”
Les tiques à pattes noires (Ixodes scapularis) ou des espèces étroitement apparentées sont répandues dans toute l’Amérique du Nord, l’Europe, l’Afrique du Nord et l’Asie. Ils sont les principaux vecteurs d’un selected nombre de maladies, dont la maladie de Lyme, qui infecte près d’un demi-million d’Américains chaque année. Pourtant, de nombreux elements de leur biologie restent inconnus.
Avec un génome complet, les scientifiques peuvent commencer à démêler les mécanismes moléculaires derrière de nombreux aspects de la biologie du parasite et ses interactions avec les hôtes et les maladies qu’il transmet.
Le génome d’une tique à pattes noires est composé de in addition de 2 milliards de morceaux discrets de code ADN (exprimés sous forme de combinaisons de quatre nucléotides représentés par les lettres ATCG). Comme des lettres qui sont regroupées pour previous des mots dans une phrase, les codes ADN sont regroupés dans les gènes qui composent le génome.
Des travaux antérieurs pour déchiffrer le génome de la tique utilisaient de nombreuses tiques immatures ou des cellules de tiques qui avaient été cultivées dans des laboratoires pendant plusieurs générations, ce qui introduisait des erreurs, ou combinait des échantillons de plusieurs tiques individuelles, résultant en des faisceaux de code fragmentés avec de nombreux extraits redondants. Les chercheurs ont dû réassembler les extraits, déterminer où chaque gène start et se termine et comment ils doivent être organisés.
Pour surmonter ces défis, Pal et ses collègues ont combiné deux méthodes pour séquencer le génome d’une seule tique. Une méthode a déchiffré le génome entier à la fois, créant une séquence complète, mais un peu “floue”, ce qui signifie que le code n’était pas clair à de nombreux endroits. Dans la deuxième méthode, les chercheurs ont utilisé une approach courante appelée réaction en chaîne par polymérase ou PCR pour “amplifier” de petits segments du génome afin qu’il puisse être lu additionally clairement. L’équipe a ensuite combiné les deux résultats, ce qui revenait un peu à utiliser une grande graphic floue comme référence pour assembler des pièces de puzzle haute résolution. Enfin, les chercheurs ont utilisé une strategy appelée “Hi-C” pour relier de petits morceaux d’ADN en fils additionally longs et contigus.
Le résultat est un génome contigu de haute qualité qui est complet à 98 %. Le nouveau génome a révélé que 40 % des annotations précédemment décrites pour la tique à pattes noires reposaient sur une technologie furthermore ancienne et nécessitaient une mise à jour.
Ensuite, les chercheurs ont comparé leur génome complet à des extraits de génomes séquencés à partir de 51 tiques capturées dans la character, montrant que le nouveau travail pourrait être utilisé comme référence pour identifier des segments de matériel génétique d’autres individus. Cela a également identifié une diversité génétique non reconnue parmi des groupes de tiques de différentes régions des États-Unis.
Enfin, l’équipe a analysé leur génome de tique pour identifier des milliers de nouveaux gènes et protéines et décrire de nouvelles fonctions critiques de ces gènes. Par exemple, dans une expérience, ils ont découvert que certaines protéines n’étaient présentes que pendant certaines phases du cycle de vie d’une tique ou à des stades spécifiques du repas sanguin et de la digestion d’une tique. En supprimant un gène qui dit aux cellules de la tique de fabriquer l’une de ces protéines, ils ont pu perturber le processus d’alimentation et de digestion de la tique.
Des travaux futurs comme celui-ci pourraient aider à cibler les thérapies géniques et les vaccins qui interrompent une partie du cycle de transmission de la maladie entre les tiques et les humains.
Un résultat supplémentaire de l’étude a été que les chercheurs ont identifié et décrit un génome as well as complet pour Rickettsia buchneri, la bactérie pathogène qui result in la rickettsiose.
Les ressources génomiques décrites dans le doc sont accessibles au public by using les principales bases de données et seront utiles pour faire progresser la recherche sur les tiques et les mesures préventives.